KR102008552B1 - 선박용 바닥재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하부에서 상부로 순차적으로 하부층; 기재층; 인쇄층; 투명층을 포함하되, 상기 적어도 어느 하나의 층이 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하부에서 상부로 순차적으로, 하부층; 기재층; 인쇄층; 투명층을 포함하는 선박용 바닥재의 제조에 있어서,
(1) 폴리우레탄 수지 100 중량부에 충전제 100-300 중량부를 포함하는 조성물로 하부층을 제조하는 하부층 준비단계;
(2) PVC졸로 함침처리된 유리섬유(glass fiber)로 구성되는 기재층을 제조하는 기재층 준비단계;
(3) 상기 기재층 상에 인쇄하거나 인쇄무늬가 인쇄된 필름 또는 종이를 합지하여 인쇄층을 형성하는 인쇄단계;
(4) 투명 PVC 필름 또는 PET 필름로 구성된 투명층 준비단계;
(5) 하부층과 투명층 사이에 인쇄층이 형성된 기재층이 위치하도록 합지하는 합지단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 선박용 바닥재는 화재시 수지의 연소에 의해 발생되는 연기밀도 및 독성가스를 저감하여 안전하고 난연성이 우수하며 내한충격성이 우수하여 동절기 취급이 용이한 효과가 있다.

Description

선박용 바닥재 및 이의 제조방법{A flooring materials for ship and the manufacturing method thereof}
본 발명은 선박용 바닥재와 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 선박용 바닥재를 구성하는 적어도 어느 하나의 층이 폴리우레탄 수지를 포함하도록 하여 화재시 수지의 연소에 의해 발생되는 연기밀도 및 독성가스를 저감하여 안전하고 난연성이 우수하면서도 내한충격성이 우수하여 동절기에도 취급이 용이한 한 선박용 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 삶의 질이 향상됨에 따라 건강은 물론 친환경적인 제품에 관심이 증가되고 있다. 일례로, 주거 생활과 밀접한 관계가 있는 바닥재는 점차 친환경을 부여해줄 수 있는 재질을 사용하고 있는 추세이다. 아울러 이러한 바닥재를 제조하는데 사용되는 재질 등의 규제 또한 점차 강화되고 있는 실정이다.
난연성은 Rubber 소재를 적용한 바닥재가 가장 우수하나 가격이 비싸 이를 적용하기 어려웠다. 따라서 난연성은 부족하지만 가격이 저렴한 PVC 소재의 바닥재를 많이 사용하고 있다.
도 1은 종래의 일반적인 PVC 바닥재의 구성을 나타낸 단면도로서, 아래로부터, 하부층(100), 기재층(200), 투명층(300)을 포함한다.
그러나, 종래의 바닥재는 하부층(100), 투명층(300) 등으로 주로 PVC 소재가 사용됨에 따라 할로겐원소로 인하여 화재시 화염의 전파는 느리나, 많은 연기가 발생되는 단점이 있다. 또한, 유독성 프탈레이트계 가소제를 포함하고, 소각폐기 또는 화재 발생 시에 환경호르몬 및 유독 가스(염화수소) 등의 유해 물질을 방출하며, 매립폐기 시에는 자연환경 하에서 거의 영구적으로 잔존하여, 큰 환경 부담을 유발하는 문제가 있다.
특히, 선박에 PVC 소재의 바닥재를 사용할 경우, 화재 발생시 발연량이 높고, 가스에 의한 독성문제로 화재 또는 화재 진압시 질식과 같은 2차적인 재해를 일으키는 문제가 발생하기 때문에 바닥재를 제조하는 조성물에 대하여 무독성 및 저 발연성 등 난연성능을 요구하며, 법적으로 규제 및 규격화되고 있다.
따라서 난연성이 우수한 바닥재 등에 대한 개발의 필요성은 여전히 높은 정도로 요구되고 있다.
종래의 PVC 바닥재의 일예로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0065494호가 있다.
상기와 같은 PVC 바닥재의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 PVC 수지를 포함하는 조성물로 투명층 및 기재층을 제조하고, 폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 조성물로 하부층을 제조하여 이를 열압착함으로써 난연성이 우수한 바닥재를 제공할 수 있어서 이를 제10-2015-0034194호로 출원하였다. 그러나 이는 화재시 연기발생, 독성가스 방출이 적어 안전성은 우수하였으나, 내한충격성이 떨어져 동절기 취급이 어려운 문제점이 있었다.
KR 10-2004-0065494 A(공개일: 2004. 7. 22)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 바닥재를 구성하는 적어도 하나의 층이 폴리우레탄 수지를 포함하도록 함으로써, 화재시 수지의 연소에 의해 발생되는 연기밀도 및 독성가스를 저감하여 안전하고 난연성이 우수하면서도 내한충격성이 우수하여 동절기 취급이 용이한 선박용 바닥재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 하부에서 상부로 순차적으로 하부층; 기재층; 인쇄층; 투명층을 포함하되, 상기 적어도 어느 하나의 층이 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재를 제공한다.
또한, 본 발명은 하부에서 상부로 순차적으로, 하부층; 기재층; 인쇄층; 투명층을 포함하는 선박용 바닥재의 제조에 있어서,
(1) 폴리우레탄 수지 100 중량부에 충전제 100-300 중량부를 포함하는 조성물로 하부층을 제조하는 하부층 준비단계;
(2) PVC졸로 함침처리된 유리섬유(glass fiber)로 구성되는 기재층을 제조하는 기재층 준비단계;
(3) 상기 기재층 상에 인쇄하거나 인쇄무늬가 인쇄된 필름 또는 종이를 합지하여 인쇄층을 형성하는 인쇄단계;
(4) 투명 PVC 필름 또는 PET 필름로 구성된 투명층 준비단계;
(5) 하부층과 투명층 사이에 인쇄층이 형성된 기재층이 위치하도록 합지하는 합지단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 선박용 바닥재는 화재시 수지의 연소에 의해 발생되는 연기밀도 및 독성가스를 저감하여 안전하면서도 난연성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 선박용 바닥재는 내한충격성이 우수하여 동절기 취급이 용이한 효과가 있다.
도 1은 종래의 바닥재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 선박용 바닥재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 선박용 바닥재의 제조과정을 모식적으로 도시한 구성도이다
이하에서는 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 하부에서 상부로 순차적으로 하부층(20); 기재층(30); 인쇄층(40); 투명층(50)을 포함하되, 상기 적어도 어느 하나의 층이 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재에 관한 것이다(도 2 참조).
본 발명의 선박용 바닥재는 바닥재를 구성하는 적어도 어느 하나의 층을 폴리우레탄 수지를 포함하도록 하여 바닥재에 난연성 및 내한충격성을 부여한 효과가 있다.
상기 폴리우레탄 수지는 가공성이 용이한 열가소성 폴리우레탄 수지인 것이 바람직하다. 열가소성 폴리우레탄 및 이의 제조 방법은 공지되어 있다. 일반적으로, 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane, TPU)는 적절한 경우 (d) 촉매 및/또는 (e) 통상적인 첨가제의 존재 하에, (a) 이소시아네이트를 일반적으로 분자량(Mw)이 500 내지 10,000, 바람직하게는 500 내지 5,000, 더욱 바람직하게는 80 내지 3,000인 (b) 이소시아네이트 반응성 화합물 및 분자량이 50 내지 499인 (c) 사슬 연장제와 반응시켜 제조한다.
하기 설명은 바람직한 폴리우레탄의 제조를 위한 출발 성분 및 방법을 예시적인 방식으로 설명하기 위한 것이다. 폴리우레탄의 제조에 통상적으로 사용되는 성분 (a), (b), (c) 및 적절한 경우 (d) 및/또는 (e)를 예로서 하기에 설명한다:
a) 사용 가능한 유기 이소시아네이트(a)는 잘 알려진 지방족, 지환족, 방향지방족(araliphatic) 및/또는 방향족 이소시아네이트로서, 예로는 트리-, 테트라-, 펜타-, 헥사-, 헵타- 및/또는 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4- 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산(HXDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4- 및/또는 -2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및/또는 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트(NDI), 2,4- 및/또는 2,6-톨일렌 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐 디이소시아네이트, 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트 및/또는 페닐렌 디이소시아네이트가 있다. 4,4'-MDI를 사용하는 것이 바람직하다. 분말 슬러쉬 용도에는 상기에서 설명한 바와 같이 지방족 이소시아네이트, 더욱 바람직하게는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI) 및/또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 특히 헥사메틸렌 디이소시아네이트도 바람직하다. 상기에서 이미 설명한 바와 같이, 이소시아네이트(a)로서 유리 이소시아네이트기를 함유하는 예비 중합체를 사용하는 것도 가능하다. 이 예비 중합체의 NCO 함량은 바람직하게는 10 내지 25%이다. 예비 중합체는 예비 중합체의 제조 동안 예비 반응하기 때문에 TPU의 제조에 필요한 반응 시간이 짧다는 이점을 제공할 수 있다.
b) 사용 가능한 이소시아네이트 반응성 화합물(b)은 잘 알려진 이소시아네이트 반응성 화합물이며, 예로는 분자량이 500 내지 8,000, 바람직하게는 600 내지 6,000, 특히 800 내지 3,000 미만이며, 바람직하게는 이소시아네이트에 대한 평균 작용도가 1.8 내지 2.3, 바람직하게는 1.9 내지 2.2, 특히 2인, 보통 "폴리올"로서 총칭되는 폴리에스테롤, 폴리에테롤 및/또는 폴리카르보네이트디올이 있다. 폴리에테르폴리올, 예컨대 잘 알려진 출발 물질 및 통상적인 알킬렌 산화물, 예컨대 산화에틸렌, 산화프로필렌 및/또는 산화부틸렌을 주성분으로 하는 것, 바람직하게는 프로필렌 1,2-옥시드 및 산화에틸렌을 주성분으로 하는 폴리에테롤, 특히 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리에테롤은 폴리에스테롤보다 가수분해에 대한 안정성이 매우 높다는 이점이 있다.
사용되는 폴리에테롤은 저불포화 폴리에테롤로서 알려진 것도 포함할 수 있다. 본 발명의 목적을 위한 저불포화 폴리올은 특히 불포화된 화합물의 함량이 0.02 meg/g 미만, 바람직하게는 0.01 meg/g 미만인 폴리에테르 알콜이다.
이러한 유형의 폴리에테르 알콜은 보통 고활성 촉매의 존재 하에 알킬렌 산화물, 특히 산화에틸렌, 산화프로필렌 및 이의 혼합물을 상기 기재한 디올 또는 트리올과 부가 반응시켜 제조한다. 이러한 유형의 고활성 촉매의 예로는 수산화세슘 및 DMC 촉매로도 지칭되는 다중 금속 시안화물 촉매가 있다. 종종 사용되는 DMC 촉매 중 하나는 아연 헥사시아노코발테이트이다. DCM 촉매는 반응 후 폴리에테르 알콜 중에 남아 있을 수 있지만, 일반적으로 예컨대 침적 또는 여과에 의해 제거한다.
또한, 몰 질량이 500 내지 10,000 g/몰, 바람직하게는 1,000 내지 5,000 g/몰, 특히 2,000 내지 3,000 g/몰인 폴리부타디엔디올을 사용할 수 있다. 이러한 폴리올을 사용하여 제조되는 TPU는 열가소성 가공 후에 방사선 가교시킬 수 있다. 이에 의해 연소 성능이 개선된다. 1종의 폴리올 대신에, 상이한 폴리올의 혼합물을 사용할 수도 있다.
c) 사용 가능한 사슬 연장제(c)는 분자량이 50 내지 499인 잘 알려진 지방족, 방향지방족, 방향족 및/또는 지환족 화합물, 바람직하게는 이작용성 화합물을 포함하며, 예로는 알킬렌 라디칼에 탄소 원자를 2 내지 10 개 포함하는 디아민 및/또는 알칸디올, 특히 1,3-프로판디올, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올 및/또는 탄소 원자를 3 내지 8 개 포함하는 디-, 트리-, 테트라-, 펜타-, 헥사-, 헵타-, 옥타-, 노나- 및/또는 데카알킬렌 글리콜, 바람직하게는 상당하는 올리고프로필렌 및/또는 폴리프로필렌 글리콜이 있고, 사슬 연장제의 혼합물도 사용 가능하다.
성분 a) 내지 c)가 이작용성 화합물인 것, 즉 디이소시아네이트(a), 이작용성 폴리올, 바람직하게는 폴리에테롤(b) 및 이작용성 사슬 연장제, 바람직하게는 디올인 것이 특히 바람직하다.
d) 특히 디이소시아네이트(a)의 NCO기와 합성 성분 (b) 및 (c)의 히드록실기 사이의 반응을 촉진하는 적절한 촉매는 통상적인 종래 기술의 3급 아민, 예컨대 트리에틸아민, 디메틸시클로헥실아민, N-메틸모르폴린, N,N'-디메틸피페라진, 2-(디메틸아미노에톡시)에탄올, 디아자비시클로[2.2.2]옥탄 등, 및 특히 유기 금속 화합물, 예컨대 티탄산 에스테르, 철(III) 아세틸아세토네이트와 같은 철 화합물, 주석 디아세테이트, 주석 디옥토에이트, 주석디라우레이트 또는 지방족 카르복실산의 주석 디알킬 염, 예컨대 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 디라우
레이트 등과 같은 주석 화합물이다. 촉매는 일반적으로 폴리히드록실 화합물(b) 100 중량부당 0.0001 내지 0.1중량부의 양으로 사용된다.
e) 촉매(d) 뿐 아니라, 필요에 따라 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 통상적인 보조제 및/또는 첨가제(e)를 합성 성분 (a) 내지 (c)에 첨가할 수도 있다. 예를 들어 충전제, 가소제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 접착성 조정제, 블로킹 방지제, 안료, 염료, 기능성 무기화합물 등의 첨가제가, 필요에 따라 첨가될 수 있다.
본 발명의 폴리우레탄 수지에 난연제로서 작용하는 멜라민 시아누레이트를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 멜라민 시아누레이트는 바람직하게는 각각의 경우 열가소성 폴리우레탄 수지의 전체 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%, 특히 15 내지 25 중량%의 양으로 사용한다.
바람직하게는 본 발명의 폴리우레탄 수지는 유리화온도가 -40℃ 이상 -6℃ 이하인 것을 사용하는 것으로 다른 합성수지에 비해 유리화온도가 낮아 내한충격성에 유리하다. 더욱 바람직하게는 유리화온도 -40℃ 이상 -15℃ 이하의 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이다.
상기와 같은 폴리우레탄 수지를 사용하는 경우 수지 자체가 낮은 연기밀도를 가질 뿐 아니라, 상기와 같이 낮은 유리화온도를 가져 유리화온도를 낮추기 위하여 별도의 가소제 처방을 하지 않아도 되어 연기발생이 적은 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 사용되는 상기 폴리우레탄 수지의 평균 중합도는 500-4000인 것이 바람직하고, 700-3000인 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명의 선박용 바닥재에서 바람직하게는 두께 및 중량이 다른 층에 비해 두껍고 무거운 하부층(20)은 필수적으로 폴리우레탄 수지를 포함하도록 하되, 그외 기재층(30), 인쇄층(40), 투명층(50) 등은 선택적으로 다른 합성수지를 이용하여 제조할 수 있다(도 2 참조).
그 구체적인 일 실시예로서 하부층(20)은 폴리우레탄 수지를 포함하고, 기재층(30), 투명층(50) 등은 PVC 수지와 같은 다른 합성수지를 이용하도록 할 수 있다.
상기 하부층(20)은 강도, 내열성 및 내구성을 높이고, 제조 비용을 절감하기 위해 충전제를 포함할 수 있다. 상기 충전제는 탄산칼슘, 탈크(talc), 플라이애쉬(Fly ash), 고로슬래그(Blast Furnace Slag) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 충전제는 등방성일 수 있고, 이 경우, 경제적인 효과, 및 물성의 향상 효과를 모두 고려하여 적절한 크기의 입자를 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 충전제로서 탄산칼슘을 포함할 수 있고, 가격 및 범용성 측면에서 유리하고, 내열성 및 내구성을 높일 수 있어 바람직하다. 상기 하부층은 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 충전제 100-300 중량부를, 바람직하게는 120-200 중량부를 포함할 수 있다. 상기 충전제가 100 중량부 미만이면 바닥재 가격 상승 및 난연성 등의 물성이 저하될 수 있고, 300 중량부를 초과하여 사용시 바닥재 가공성이 저하될 수 있으므로 상기 범위 내로 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 하부층(20)의 두께는 1-2mm일 수 있다.
상기 기재층(30)은 선박용 바닥재의 치수안정성을 보강해주는 역할을 한다. 이러한 기재층(30)은 PVC졸로 함침처리된 유리섬유(glass fiber), 바람직하게는 유리섬유 부직포로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, PVC졸로 함침하는 것은 유리섬유를 고정시킴과 동시에 이러한 기재층이 상기 하부층(20)과의 합판이 용이하도록 하기 위한 것으로 이해될 수 있다. 여기에서, 바람직하게는 상기 PVC졸은 중합도가 1000 내지 1700인 폴리염화비닐 100중량부, 가소제로서 디옥틸테레프탈레이트(dioctylterephthalate : DOTP) 또는 디옥틸프탈레이트 (Dioctylphthalate : DOP) 50 내지 100중량부, 에폭시화대두유 1 내지 3 중량부, 바륨-아연계 열안정제 2 내지 6중량부, 탄산칼슘 10 내지 80중량부, 백색안료인 이산화티탄 5 내지 50중량부를 포함할 수 있다. 상기 기재층(30)은 0.30 내지 0.40㎜일 수 있다.
상기 인쇄층(40)은 수득되는 선박용 바닥재에 다양한 인쇄무늬를 부여해주는 역할을 한다. 여기에서, 상기 인쇄층(40)은 상기 기재층(30) 상에 전사인쇄, 그라비아인쇄 또는 스크린인쇄를 하여 형성할 수 있으며, 바람직하게는 전사인쇄하는 것이 바람직하다. 또는, 선택적으로, 인쇄무늬가 형성된 필름 또는 종이 등을 상기 기재층과 합지하여 형성할 수도 있다. 이러한 인쇄층(40)은 인쇄를 통해 무늬를 부여해주게 되어, 심미감이 우수한 외관 및 디자인 효과를 부여하는 기능을 한다.
상기 투명층(50)은 폴리염화비닐(poly vinyl chloride, PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리메틸메타크리레이트(poly methyl methacrylate, PMMA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(styrene-acrylonitrile copolymer, SAN) 중 선택된 하나의 수지로 제조한 필름일 수 있다. 바람직하게는 투명성이 우수한 투명 폴리염화비닐 또는 투명 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 투명층은 0.1 내지 0.7㎜일 수 있다.
한편, 본 발명의 선박용 바닥재는 선택적으로 최상부층에 표면처리층(60)을 더 형성할 수 있다.
즉, 상기 표면처리층(60)은 상기 투명층 상부에 형성될 수 있으며, 바닥재의 표면에 초기 오염방지 기능, 즉 오염물이 부착되는 것을 방지하고, 내스크래치성 및 내마모성을 향상시키는 기능을 한다. 상기 표면처리층은 일반적으로 열경화성 또는 광경화성 화합물이 용매에 용해되어 있는 코팅액을 코팅하는 것에 의하여 형성될 수 있다. 다만, 열경화성 화합물의 경우, 표면처리층을 형성하기 위하여 열을 가할 때, 열에 의하여 그 하부에 위치되는 다른 층들, 특히 탄성층의 물성을 변화시킬 수 있으므로, 광경화성 화합물을 이용하는 것이 더 바람직하다. 이 때, 상기 경화성 화합물로는 가교반응이 가능한 불포화 결합기 등과 같은 1개 이상의 관능기를 갖는 모노머나 올리고머가 사용될 수 있으며, 이러한 것들로는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 디펜타아크리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타크리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타아크릴티오톨 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스톨 펜타아크릴레이트 등을 사용할 수 있으나, 이들은 예시적으로 나열된 것이고, 본 발명이 이들로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니다. 본 발명에서는 이들을 단독으로 혹은 2종 이상 혼합하여 광경화성 화합물로 이용할 수 있다. 상기 광경화성 화합물을 포함하는 코팅액에는 상기의 광경화성 화합물과 용매 이외에도 광중합 개시제가 포함되는 것이 일반적이며, 필요에 따라서는 광안정제, 레벨링제 등 하드 코팅층의 물성을 변화시키지 않는 범위에서 다양한 첨가제들이 포함되어 있을 수 있다. 상기 표면처리층은 연필 경도에 의하여 측정된 표면 경도가 7H 이상인 것으로서, 플라스틱 필름 표면의 표면 경도가 우수하게 나타나는 것일 수 있으며, 보다 바람직하게는 7H 내지 8H 범위에 있도록 조절하는 것이 좋다. 상기 표면처리층(60)을 구성하는 광경화성 화합물은 바람직하게는 통상의 광경화형 우레탄 아크릴레이트일 수 있다. 표면처리층(60)의 두께는 5 내지 40㎛일 수 있다.
한편, 본 발명의 선박용 바닥재는 선택적으로 최하부층에 부가기능층(10)을 형성할 수 있다.
상기 부가기능층(10)은 통상의 직포, 편물, 부직포가 될 수 있으며, 직포, 편물 또는 부직포들은 천연섬유나 합성섬유 또는 이들을 혼방한 혼섬사를 직조한 직포이거나, 편직한 편물이거나 또는 니들펀칭 등의 공지의 가공방법에 의해 제조된 부직포가 될 수 있으며, 상기한 선박용 바닥재의 외관, 특히 선박용 바닥재의 이면(바닥면)의 외관을 미려하게 하여 제품을 고급화하고, 시장가치를 높이도록 하며, 동시에 상기 바닥재의 바닥과의 밀착력을 향상시켜 바닥재의 설치를 용이하게 하는 기능을 한다. 부가기능층(10)의 두께는 0.1 내지 1.0㎜일 수 있다.
또한, 본 발명은 하부에서 상부로 순차적으로, 하부층; 기재층; 인쇄층; 투명층을 포함하는 선박용 바닥재의 제조에 있어서,
(1) 폴리우레탄 수지 100 중량부에 충전제 100-300 중량부를 포함하는 조성물로 하부층을 제조하는 하부층 준비단계;
(2) PVC졸로 함침처리된 유리섬유(glass fiber)로 구성되는 기재층을 제조하는 기재층 준비단계;
(3) 상기 기재층 상에 인쇄하거나 인쇄무늬가 인쇄된 필름 또는 종이를 합지하여 인쇄층을 형성하는 인쇄단계;
(4) 투명 PVC 필름 또는 PET 필름로 구성된 투명층 준비단계;
(5) 하부층과 투명층 사이에 인쇄층이 형성된 기재층이 위치하도록 합지하는 합지단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재의 제조방법을 제공한다.
상기 하부층 준비단계에서, 상기 폴리우레탄 수지는 열가소성 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 사용된 폴리우레탄 수지에 대해서는 위에서 상세히 설명하였으므로 반복된 기재는 생략한다.
상기 기재층 준비단계는, PVC졸로 함침처리된 유리섬유(glass fiber)을 겔링(gelling)하는 단계이다. 상기 유리섬유는 바람직하게는 유리섬유 부직포로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 인쇄단계는 상기 기재층 상에 그라비아(gravure), 스크린 또는 전사 인쇄를 통해 무늬를 부여하는 것에 의하여 인쇄층을 형성하거나 인쇄무늬가 인쇄된 필름 또는 종이를 합지하는 단계이다.
상기 투명층 준비단계는 투명 합성수지 조성물로 제조된 투명 필름, 바람직하게는 투명 PVC 필름 또는 투명 PET 필름을 준비하는 단계이다.
상기 합지단계는, 하부층과 투명층 사이에 인쇄층이 형성된 기재층이 위치하도록 합지하는 합지하는 단계이다.
상기 합지단계 이후에 상기 투명층 상부에 광경화조성물을 코팅하고, 자외선 조사시키는 것에 의하여 광경화조성물을 경화시켜 표면처리층을 형성시키는 표면처리단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 선택적으로, 상기 합지단계 이전에 별도로 직포, 편물, 또는 부직포로 구성된 부가기능층을 준비하여 상기 하부층과 먼저 합지할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 선박용 바닥재의 제조방법을 요약하여 설명하면 다음과 같다(도 3 참조).
본 발명의 선박용 바닥재를 이루고 있는 각 층들은 표면처리층, 인쇄층 및 기재층, 부가기능층을 제외한, 하부층 및 투명층은 캘린더(calender) 성형, 캐스팅(casting) 성형, 블로우 성형 또는 압출성형 등을 이용하여 제조될 수 있다.
캘린더 성형은 서로 반대방향으로 회전하는 2개 이상의 롤(roll) 사이에 원료를 압연시켜 시트 또는 필름을 연속적으로 제조하는 성형방법이고, 캐스팅 성형은 박리가 쉬운 내열성이 우수한 이형지에 합성수지 졸을 다층으로 코팅한 후 라미네이션하는 성형방법이며, 블로우 성형은 열가소성 수지를 가열 용융하여 압출기에서 튜브상으로 연속적으로 압출한 파리손을 1개 또는 2개 이상의 금형에 끼워 넣어 닫고 그 상하를 봉한 뒤 맨드렐에서 파리손 안에 공기를 불어넣어서 팽창시키면 파리손은 그 금형 내벽에 밀착시켜서 중공 용기제품을 만드는 성형방법이며, 압출성형은 기재의 표면에 열가소성 플라스틱 재료를 압출기 사용하여 가열 용융하여 유동상태로 한 뒤 T다이에서 필름상으로 압출하는 동시에 연속으로 압착하는 성형방법이다.
바람직하게는 캘린더 성형의 경우, 여타의 제조방법에 비하여, 첨가제 등의 성분의 함량의 자유로운 제어가 가능하고, 이에 따라 우수한 유연성, 내충격성, 기계적 강도, 가공성, 안착성 및 용융 효율을 가지는 바닥재를 제공할 수 있으며, 추가로 원재료비의 절감도 가능하므로, 캘린더 성형공법을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.
이렇게 각각 제조된 복수의 층들은, 먼저 아래로부터 부가기능층(선택적으로 적용가능)을 하부층 하면에 합지(1차 합지)한다.
아울러 유리섬유 부직포를 PVC졸에 함침하고 겔화(gelling) 완료되어 형성되는 기재층을 준비한다.
그후 상기 기재층 상에 상에 통상의 인쇄방법, 예를 들면, 그라비아(gravure), 스크린 또는 전사 인쇄를 통해 무늬를 부여하는 것에 의하여 인쇄층을 형성하거나 인쇄무늬가 인쇄된 필름 또는 종이를 합지하여 인쇄층을 형성한다.
그후, 인쇄층이 형성된 기재층 상에 투명층을 합지(2차 합지)한다.
이렇게 선박용 바닥재의 상부와 하부를 구성하는 층들을 각각 독립적으로 합지하고 난 후에는, 상기 하부층 상면과 기재층 하면을 맞댄 후 하나로 합지(3차 합지)한다.
상기 1차, 2차, 3차 합지방법은 접착제 도포 및/또는 열압착 방법에 의할 수 있다.
복수의 층들이 하나로 합지되고 나면, 이를 냉각시켜 줌과 아울러 선택적으로, 투명층 상면에 코팅기를 이용하여 바람직하게는 광경화성 화합물이 용매에 용해되어 있는 코팅액을 코팅하고, 자외선을 조사하여 경화시켜 표면처리층을 형성하는 것에 의하여 최종 제품으로서의 선박용 바닥재를 수득하게 된다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1
PVC 수지를 포함하는 조성물로 캘린더 성형에 의해 0.2mm 두께의 투명층을 제조하였다.
또한, 열가소성 폴리우레탄 수지 100중량부, 충전제로 탄산칼슘 120중량부를 포함하는 조성물을 캘린더 성형하여 두께 1.5㎜의 하부층을 제조하였다.
유리섬유 시트(30g/㎡)를 중합도 1000인 폴리염화비닐 100중량부, 디옥틸프탈레이트 60중량부, 탄산칼슘 100중량부, 바륨-아연계 열안정제 2중량부를 첨가한 조성인 PVC졸을 사용하여 함침 및 건조시켜 기재층을 제조한 후 그 상부에 그라비아 인쇄방식으로 인쇄무늬를 부여하여 인쇄층을 형성하였다. 그후 인쇄층이 형성된 기재층과 투명층을 열압착한 후, 기재층 하면이 하부층 상면과 맞닿도록 열압착하였다. 그후, 유광의 우레탄 아크릴레이트계 자외선 경화형 수지를 롤코팅 방식에 의해 전면 도포한 후 자외선 조사하여 표면처리층이 형성된 선박용 바닥재를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서 하부층의 조성을 아래와 같이 바꾸어 제조하였다.
열가소성 폴리우레탄 수지 100중량부, 충전제로 탄산칼슘 200 중량부를 포함하는 조성물을 캘린더 성형하여 두께 1.5㎜의 하부층을 제조하였다. 그 외 다른 층의 조성 및 가공방법은 실시예 1과 동일하다.
실시예 3
실시예 1에서 하부층의 조성을 아래와 같이 바꾸어 제조하였다.
열가소성 폴리우레탄 수지 100중량부, 충전제로 탄산칼슘 120 중량부를 포함하는 조성물을 캘린더 성형하여 두께 1.0㎜의 하부층을 제조하였다.
그후 상기 하부층 하부에 폴리에스터 부직포 0.5mm를 합판하였다. 그 외 다른 층의 조성 및 가공방법은 실시예 1과 동일하다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 하부층의 조성을 아래와 같이 바꾸어 제조하였다.
PVC 100중량부, 탄산칼슘 100중량부, 디옥틸프탈레이트 40중량부, 바륨-아연계 열안정제 2중량부를 포함하는 조성물을 캘린더 성형하여 두께 1.5㎜의 하부층을 제조하였다. 그 외 다른 층의 조성 및 가공방법은 실시예 1과 동일하다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 하부층의 조성을 아래와 같이 바꾸어 제조하였다.
PVC 100중량부, 탄산칼슘 300중량부, 디옥틸프탈레이트 55중량부, 바륨-아연계 열안정제 2중량부를 포함하는 조성물을 캘린더 성형하여 두께 1.5㎜의 하부층을 제조하였다. 그 외 다른 층의 조성 및 가공방법은 실시예 1과 동일하다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 하부층의 조성을 아래와 같이 바꾸어 제조하였다.
폴리비닐부틸알 100중량부, 탄산칼슘 100 중량부를 포함하는 조성물을 캘린더 성형하여 두께 1.5㎜의 하부층을 제조하였다. 그외 다른 층의 조성 및 가공방법은 실시예 1과 동일하다.
실험예 1
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 선박용 바닥재의 연기밀도, 독성가스, 내한충격성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
연기밀도 및 독성가스 측정방법은 ISO 5659-2 연소챔버 시험방법으로 수행하였다.
내한충격성 측정방법은 KS M 3601 폴리염화비닐 레더 규격 내 내한시험 방법으로 측정하였다. 시험방법을 간략히 설명하면, 나비 20mm 길이 100mm의 시험편을 표면을 바깥면으로 하여 시험편의 양끝단을 겹친 후 겹쳐진 중앙부위를 2.5kg의 낙하추를 50mm 높이에서 낙하하여 균열 및 갈라짐 여부를 측정한다.
항목 연기밀도 독성가스 화염전파성 내한충격성
50kw non flame HCl CO Critic Flux
기준 <500ppm <600ppm <1450ppm >7W/㎡ <0℃
비교예 1 924 870 2518 8.0 0℃
비교예 2 784 656 1623 8.6 5℃
비교예 3 390 300 600 7.5 10℃
실시예 1 450 20 500 8.0 -5℃
실시예 2 310 8 300 11.0 0℃
실시예 3 440 20 450 9.0 -5℃
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 선박용 바닥재(실시예 1 내지 3)는 하부층을 PVC 수지로 제조한 비교예 1, 2에 비해 연기밀도가 최대 약 1/3 수준으로 감소하였고, 독성가스 중 염화수소도 최대 약 1/100 수준으로 감소하였으며, 일산화탄소는 최대 약 1/8 수준으로 감소하였음을 확인할 수 있었다. 또한 화염전파성은 기존의 PVC 바닥 재와 동등수준을 유지함을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명에 다른 선박용 바닥재(실시예 1 내지 3)은 하부층을 폴리비닐부틸알 수지로 제조한 비교예 3에 비해 내한충격성이 우수함을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 선박용 바닥재는 화재시 수지의 연소에 의해 발생되는 연기밀도 및 독성가스를 저감하여 안전하고 난연성이 우수하면서도 내한충격성이 우수하여 동절기에도 취급이 용이한 효과가 있음을 확인하였다.
1 : 선박용 바닥재
10 : 부가기능층 20 : 하부층
30 : 기재층 40 : 인쇄층
50 : 투명층 60 : 표면처리층

Claims (17)

  1. 하부에서 상부로 순차적으로 하부층(20); 기재층(30); 인쇄층(40); 투명층(50)을 포함하되, 상기 하부층(20)이 폴리우레탄 수지 100 중량부에 충전제 100-300 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지는 유리화온도가 -40℃ 이상 -6℃ 이하인 열가소성 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리우레탄 수지의 평균 중합도는 800-4000인 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부층(20)의 두께는 1-2mm인 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기재층(30)은 PVC졸로 함침처리된 유리섬유(glass fiber)인 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투명층(50)은 투명 PVC 필름 또는 투명 PET 필름인 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 선박용 바닥재(1)는 상기 투명층(50) 상에 열경화성 또는 광경화성 화합물이 용매에 용해되어 있는 코팅액을 코팅하여 형성되는 표면처리층(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 선박용 바닥재(1)는 상기 하부층(20) 하부에 직포, 편물 또는 부직포로 형성되는 부가기능층(10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1).
  13. 삭제
  14. 하부에서 상부로 순차적으로, 하부층(20); 기재층(30); 인쇄층(40); 투명층(50)을 포함하는 선박용 바닥재(1)의 제조방법에 있어서,
    (1) 폴리우레탄 수지 100 중량부에 충전제 100-300 중량부를 포함하는 조성물로 하부층(20)을 제조하는 하부층(20) 준비단계;
    (2) PVC졸로 함침처리된 유리섬유(glass fiber)로 구성되는 기재층(30)을 제조하는 기재층(30) 준비단계;
    (3) 상기 기재층(30) 상에 인쇄하거나 인쇄무늬가 인쇄된 필름 또는 종이를 합지하여 인쇄층(40)을 형성하는 인쇄단계;
    (4) 투명 PVC 필름 또는 PET 필름로 구성된 투명층(50) 준비단계;
    (5) 하부층(20)과 투명층(50) 사이에 인쇄층(40)이 형성된 기재층(30)이 위치하도록 합지하는 합지단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1)의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지는 유리화온도가 -40℃ 이상 -6℃ 이하이고, 평균 중합도는 800-4000인 열가소성 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1)의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 합지단계 이후에 상기 투명층(50) 상부에 광경화조성물을 코팅하고, 자외선 조사시키는 것에 의하여 광경화조성물을 경화시켜 표면처리층(60)을 형성시키는 표면처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1)의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 합지단계 이전에 별도로 직포, 편물, 또는 부직포로 구성된 부가기능층(10)을 준비하여 상기 하부층(20)과 먼저 합지하는 것을 특징으로 하는 선박용 바닥재(1)의 제조방법.
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